一种锂离子电池隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池隔膜及其制备方法，包括：首先，将无机填充物与水混合，并搅拌均匀，形成浆液；然后，在所述浆液中加入分散剂，继续搅拌均匀；接着，在所述浆液中加入水性粘结剂，并搅拌均匀，制成浆料；最后，提供聚烯烃多孔膜，将所述浆料均匀地涂覆于所述聚烯烃多孔膜的至少一个表面上，烘干固化，获得锂离子电池隔膜，其中，所述浆料涂覆于所述聚烯烃多孔膜表面的面密度范围为20～25g/m

A separator for lithium ion batteries and its preparation method

The invention provides a separator for lithium ion battery and a preparation method thereof, including: firstly, mixing inorganic filler with water and stirring evenly to form slurry; secondly, adding dispersant into the slurry to continue stirring evenly; secondly, adding water-borne binder into the slurry and stirring evenly to make slurry; finally, providing polyolefin porous membrane to make the slurry. The slurry is uniformly coated on at least one surface of the porous polyolefin film, dried and cured, and a lithium ion battery separator is obtained. The surface density of the slurry coated on the porous polyolefin film is 20-25 g/m.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池隔膜及其制备方法
本专利技术涉及新能源锂离子电池隔膜领域，特别是涉及一种锂离子电池隔膜及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池通常主要由正极，负极，隔膜，电解液，电池外壳组成。锂离子电池结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的主要作用是将电池的正、负极分隔开来，防止正负极直接接触而短路，同时还要使电解质离子能够在电池充放电过程中顺利通过，形成电流，在电池工作温度发生异常升高时，关闭电解质离子的迁移通道，切断电流保证电池安全。由此可见，隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。目前市售的锂离子电池隔膜一般采用聚烯烃多孔膜。为了提高锂离子电池隔离膜的使用安全性，最常见的方法是对聚烯烃多孔膜进行陶瓷浆料涂布处理，但是现有的方法所制造的膜安全性能不是很完美。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池隔膜及其制备方法，用于解决现有技术中锂离子电池隔膜安全性能不佳的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种锂离子电池隔膜的制备方法，所述制备方法至少包括：1)将无机填充物与水混合，并搅拌均匀，形成浆液；2)在所述浆液中加入分散剂，继续搅拌均匀；3)在所述浆液中加入水性粘结剂，并搅拌均匀，制成浆料；4)提供聚烯烃多孔膜，将所述浆料均匀地涂覆于所述聚烯烃多孔膜的至少一个表面上，烘干固化，形成陶瓷涂覆层，从而获得锂离子电池隔膜。作为本专利技术锂离子电池隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述步骤1)中，所述无机填充物的粒径范围为3～5μm。作为本专利技术锂离子电池隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述步骤1)中，所述无机填充物选自氧化铝、勃姆石或氧化镁中的一种或两种以上的组合。作为本专利技术锂离子电池隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述步骤1)中，所述无机填充物与水的质量比为(20～25)：(25～30)。作为本专利技术锂离子电池隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述步骤2)中，所述分散剂选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、甲基纤维素或者羧甲基纤维素中的一种或两种以上的组合。作为本专利技术锂离子电池隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述步骤2)中，所述分散剂为溶液，所述分散剂溶液的固含量为35％～45％。作为本专利技术锂离子电池隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述步骤2)中还包括研磨破碎所述浆液中的无机填充物的步骤，破碎后所述无机填充物的粒径范围为0.5～3μm。作为本专利技术锂离子电池隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述步骤3)中，所述水性粘结剂为羟丙基瓜尔胶。作为本专利技术锂离子电池隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述步骤3)中，制成的所述浆料的固含量范围为40％～45％。作为本专利技术锂离子电池隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述步骤4)中，所述陶瓷涂覆层的厚度范围为4～5μm。作为本专利技术锂离子电池隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述浆料涂覆于所述聚烯烃多孔膜表面的面密度范围为20～25g/m2。本专利技术还提供一种利用上述方法制备的锂离子电池隔膜，所述隔膜至少包括：聚烯烃多孔膜和涂覆在所述聚烯烃多孔膜至少一个表面上的陶瓷涂覆层，其中，所述陶瓷涂覆层经由无机填充物、水、分散剂以及水性粘结剂混合制成浆料并烘干固化制成。作为本专利技术锂离子电池隔膜的一种优化的方案，所述无机填充物选自氧化铝、勃姆石或氧化镁中的一种或两种以上的组合。作为本专利技术锂离子电池隔膜的一种优化的方案，所述分散剂选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、甲基纤维素或者羧甲基纤维素中的一种或两种以上的组合。作为本专利技术锂离子电池隔膜的一种优化的方案，所述水性粘结剂为羟丙基瓜尔胶。作为本专利技术锂离子电池隔膜的一种优化的方案，所述陶瓷涂覆层的厚度范围为4～5μm。作为本专利技术锂离子电池隔膜的一种优化的方案，所述浆料涂覆于所述聚烯烃多孔膜表面的面密度范围为20～25g/m2。如上所述，本专利技术的锂离子电池隔膜及其制备方法，包括：首先，将无机填充物与水混合，并搅拌均匀，形成浆液；然后，在所述浆液中加入分散剂，继续搅拌均匀；接着，在所述浆液中加入水性粘结剂，并搅拌均匀，制成浆料；最后，提供聚烯烃多孔膜，将所述浆料均匀地涂覆于所述聚烯烃多孔膜的至少一个表面上，烘干固化，形成陶瓷涂覆层，从而获得锂离子电池隔膜，其中，所述浆料涂覆于所述聚烯烃多孔膜表面的面密度范围为20～25g/m2。本专利技术通过控制材料配比、所得无机填充物的粒径、所得浆料的固含量等参数，提高了所述浆料涂覆在所述聚烯烃多孔膜表面的面密度，可以达到20～25g/m2。，进而提高锂离子电池隔膜的安全性能。附图说明图1为本专利技术锂离子电池隔膜的制备方法流程示意图。元件标号说明S1～S4步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术提供一种锂离子电池隔膜的制备方法，如图1所示，所述制备方法至少包括如下步骤：首先进行步骤S1，将无机填充物与水混合，并搅拌均匀，形成浆液。所述无机填充物主要起到进一步增强隔膜透气性的作用。作为示例，本步骤中，所述无机填充物的粒径范围为3～5μm。更优选地，所述无机填充物的粒径范围为3～4μm。作为示例，本步骤中，所述无机填充物与水的质量比为(20～25)：(25～30)。较优地，所述无机填充物与水的质量比为20:28或21:26。作为示例，本步骤中，所述无机填充物选自氧化铝、勃姆石或氧化镁中的一种或两种以上的组合，当然，还可以选择其他适合的材料作为无机填充物，在此不限。较优地，选择氧化铝作为无机填充物。然后进行步骤S2，在所述浆液中加入分散剂，继续搅拌均匀。所述分散剂主要起到分散作用。作为示例，本步骤中，所述分散剂可以选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、甲基纤维素或者羧甲基纤维素中的一种或两种以上的组合，当然，还可以选择其他适合的材料作为分散剂，在此不限。作为示例，所述分散剂为溶液，所述分散剂溶液的固含量为35％～45％。较佳地，所述分散剂溶液的固含量为35％～40％。作为示例，本步骤中还包括研磨破碎所述浆液中的无机填充物的步骤，破碎后所述无机填充物的粒径范围为0.5～3μm，例如，可以是0.5μm、0.8μm、1μm、1.2μm、1.5μm、2μm、2.3μm、2.5μm、2.8μm、3μm等等。合适的无机填充物颗粒的粒径非常重要，因为无机填充物粒径对应相应的针刺强度，粒径过大，会导致针刺强度不均匀，粒径过小，会导致针刺强度数值偏大。接着进行步骤S3，在所述浆液中加入水性粘结剂，并搅拌均匀，制成浆料。所述水性粘结剂主要起到增加无机填充物和聚烯烃多孔膜(基膜)表面的粘接力的作用。作为示例，所述水性粘结剂可以选择为羟丙基瓜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括：1)将无机填充物与水混合，并搅拌均匀，形成浆液；2)在所述浆液中加入分散剂，继续搅拌均匀；3)在所述浆液中加入水性粘结剂，并搅拌均匀，制成浆料；4)提供聚烯烃多孔膜，将所述浆料均匀地涂覆于所述聚烯烃多孔膜的至少一个表面上，烘干固化，形成陶瓷涂覆层，从而获得锂离子电池隔膜。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括：1)将无机填充物与水混合，并搅拌均匀，形成浆液；2)在所述浆液中加入分散剂，继续搅拌均匀；3)在所述浆液中加入水性粘结剂，并搅拌均匀，制成浆料；4)提供聚烯烃多孔膜，将所述浆料均匀地涂覆于所述聚烯烃多孔膜的至少一个表面上，烘干固化，形成陶瓷涂覆层，从而获得锂离子电池隔膜。2.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述无机填充物的粒径范围为3～5μm。3.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述无机填充物选自氧化铝、勃姆石或氧化镁中的一种或两种以上的组合。4.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述无机填充物与水的质量比为(20～25)：(25～30)。5.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述分散剂选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、甲基纤维素或者羧甲基纤维素中的一种或两种以上的组合。6.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述分散剂为溶液，所述分散剂溶液的固含量为35％～45％。7.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中还包括研磨破碎所述浆液中的无机填充物的步骤，破碎后所述无机填充物的粒径范围为0.5～3μm。8.根据权利要求1所述的锂离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：程跃，许东红，岳齐，邓洪贵，
申请(专利权)人：上海恩捷新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31